一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法，對(duì)表層底泥進(jìn)行微擾動(dòng)，擾動(dòng)強(qiáng)度設(shè)置為30-60轉(zhuǎn)/分；擾動(dòng)時(shí)間設(shè)置為30-60min,擾動(dòng)頻率設(shè)置為每3天1次，擾動(dòng)的表層底泥厚度設(shè)置為1-2cm，擾動(dòng)后底泥懸浮距水面高度設(shè)置為0.2-0.3m。本發(fā)明不向水體投加任何化學(xué)藥劑或引入任何生物風(fēng)險(xiǎn)，不破壞水體的景觀功能，而且封閉型水體。
【專利說明】一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境治理技術(shù)，具體涉及的是一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磷化氫是在厭氧條件下由厭氧微生物代謝含磷化合物而產(chǎn)生的一種氣體。其會(huì)從底泥擴(kuò)散至水體，進(jìn)而擴(kuò)散進(jìn)入大氣。這種氣體屬于溫室氣體。
[0003]通常，水體底泥被分為好養(yǎng)層、兼氧層和厭氧層。厭氧層中普遍存在著厭氧微生物，通過利用含磷化合物進(jìn)行新陳代謝產(chǎn)生磷化氫。盡管產(chǎn)生的磷化氫存在于厭氧層中，但是其在濃度梯度的作用下，會(huì)逐漸向表層底泥擴(kuò)散，進(jìn)而進(jìn)入水體、大氣。在其進(jìn)入水體、大氣的過程中，如果遇到氧化物、光照等加快磷化氫的分解，轉(zhuǎn)化成磷酸鹽、次磷酸鹽等含磷化合物。因此，磷化氫向大氣的擴(kuò)散主要集中在夜間。磷化氫的另一個(gè)特點(diǎn)是其在水體很難以游離態(tài)存在，但是其很容易被顆粒物質(zhì)吸附而以吸附態(tài)存在。
[0004]迄今為止，人們?nèi)匀恢饕性诹谆瘹洚a(chǎn)生機(jī)理、與底泥中不同形態(tài)磷間的相互轉(zhuǎn)化機(jī)理、遷移擴(kuò)散機(jī)理等研究方面，而對(duì)于采用何種方法來控制磷化氫向大氣的擴(kuò)散方面的研究幾無涉及。因此，基于磷化氫在厭氧條件下產(chǎn)生、易于以吸附態(tài)存在以及遇氧化物、光照易于分解轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了本發(fā)明。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法，控制了磷化氫向大氣擴(kuò)散，而且不向水體引入任何的化學(xué)風(fēng)險(xiǎn)和生物風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法，對(duì)表層底泥進(jìn)行微擾動(dòng)，擾
動(dòng)強(qiáng)度設(shè)置為30-60轉(zhuǎn)/分；擾動(dòng)時(shí)間設(shè)置為30-60min，擾動(dòng)頻率設(shè)置為每3天I次，擾動(dòng)的表層底泥厚度設(shè)置為l_2cm，擾動(dòng)后底泥懸浮距水面高度設(shè)置為0.2-0.3m。
[0007]本發(fā)明的原理:
磷化氫在厭氧層中產(chǎn)生后，會(huì)在濃度梯度作用下，向上擴(kuò)散，通過表層底泥進(jìn)入水體、大氣，其在擴(kuò)散過程中，一旦遇到光照、溶解氧、氧化物、鐵鹽、錳鹽等，會(huì)立刻發(fā)生反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成磷酸鹽、次磷酸鹽等，從而不再向大氣擴(kuò)散。但是，由于磷化氫自身的特點(diǎn)，其以游離態(tài)的形式存在的量非常少，其主要以吸附態(tài)形式存在。本發(fā)明即是利用磷化氫的這二個(gè)特點(diǎn)，對(duì)表層底泥進(jìn)行微擾動(dòng)，促使聚集在表層底泥中磷化氫以吸附態(tài)的形式進(jìn)入水體，在較小的擾動(dòng)強(qiáng)度作用下， 吸附在顆粒物質(zhì)表面的磷化氫會(huì)充分與水體中的溶解氧、氧化物、鐵鹽、錳鹽等接觸，從而被分解，水體中顆粒物質(zhì)含量增加后，會(huì)導(dǎo)致光在水體中的反射、折射幾率增加，相應(yīng)延長(zhǎng)光在水體中的路徑，從而增加磷化氫與光照接觸的幾率。通過上述方式，促進(jìn)磷化氫轉(zhuǎn)化成磷酸鹽、次磷酸鹽。在微擾動(dòng)作用下，這些磷化合物又會(huì)被顆粒物質(zhì)吸附，最后通過自然沉降方式進(jìn)入底泥?；诹谆瘹涞纳伤俾室约斑w移速率，計(jì)算了磷化氫在表層底泥中的聚集速率，因此，采用3天擾動(dòng)I次的間歇的、微擾動(dòng)的形式，即達(dá)到了控制磷化氫向大氣擴(kuò)散的目的，又節(jié)省了能源，同時(shí)也避免了頻繁擾動(dòng)導(dǎo)致磷酸鹽向水體的擴(kuò)散。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:
本發(fā)明不向水體投加任何化學(xué)藥劑或引入任何生物風(fēng)險(xiǎn)，不破壞水體的景觀功能，而且封閉型水體。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0010]一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法，對(duì)表層底泥進(jìn)行微擾動(dòng)，擾動(dòng)強(qiáng)度設(shè)置為30-60轉(zhuǎn)/分；擾動(dòng)時(shí)間設(shè)置為30-60min，擾動(dòng)頻率設(shè)置為每3天I次，擾動(dòng)的表層底泥厚度設(shè)置為l_2cm，擾動(dòng)后底泥懸浮距水面高度設(shè)置為0.2-0.3m。
[0011]實(shí)施例1
以2個(gè)圓形容器(d=11.5 cm, h=100cm)為實(shí)驗(yàn)裝置，從封閉型校園河流入口處(N31°18’29.2”，E 120° 33’28.1”)采集無擾動(dòng)底泥樣品(25cm)，直接裝入實(shí)驗(yàn)裝置，并加上覆水(25cm深)，加蓋密閉，避光保存，培養(yǎng)10d，測(cè)得2個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置頂空磷化氫濃度分別為1457ng/m3 (I號(hào)裝置)和1761ng/m3 (2號(hào)裝置)。從第Ild開始，I號(hào)裝置仍處于靜止培養(yǎng)狀態(tài)；2號(hào)裝置則采用恒速攪拌機(jī)對(duì)表層底泥(2cm)進(jìn)行微擾動(dòng)(擾動(dòng)強(qiáng)度40轉(zhuǎn)/分)，令表層底泥懸浮(裝置仍處于厭氧狀態(tài))，每天擾動(dòng)I次，每次擾動(dòng)lOmin。從第12d至15d，連續(xù)監(jiān)測(cè)2個(gè)裝置中頂空磷化氫濃度和表層底泥中吸附態(tài)磷化氫濃度。發(fā)現(xiàn)，I號(hào)裝置頂空磷化氫濃度仍不斷升高，而表層底泥中的吸附態(tài)磷化氫濃度也在不斷累積中；相反，2號(hào)裝置頂空磷化氫濃度基本也略有升高，但其增加幅度明顯低于I號(hào)裝置，表層底泥中吸附態(tài)磷化氫濃度明顯降低，明顯低于I號(hào)裝置`的吸附態(tài)磷化氫濃度。
【權(quán)利要求】
1.一種抑制封閉型水體底泥中磷化氫向大氣擴(kuò)散的新方法，其特征在于:對(duì)表層底泥進(jìn)行微擾動(dòng)，擾動(dòng)強(qiáng)度設(shè)置為30-60轉(zhuǎn)/分；擾動(dòng)時(shí)間設(shè)置為30-60min，擾動(dòng)頻率設(shè)置為每3天I次，擾動(dòng) 的表層底泥厚度設(shè)置為l_2cm，擾動(dòng)后底泥懸浮距水面高度設(shè)置為0.2-0.3m。
【文檔編號(hào)】C02F1/50GK103771567SQ201210406108
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月23日
【發(fā)明者】李大鵬 申請(qǐng)人:蘇州科技學(xué)院